JPS5874549A - セメント・クリンカのようなバルク物質の物質床を冷却する方法および物質床の上部層を減速する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セメン町・クリンカのようなバルク物質の物
質床を格子冷却装置の上で、物質床の中を上向きに通さ
れや空気のような冷却媒体により冷却する方法およびそ
の方法を実施するための減速装置に関するものである。

セメント生産はもちろん、石灰、マグネサイト。

鉄鉱石、リン酸鉱物などを燃焼する九めのその他？回転
Ｑｋ７’ｊａＪｔＸｌｆ：、おいては・燃焼中！を直接
予熱するために、材料がその処理温度に達した時にその
物質は冷却装置へ浸られる。脇部空気による熱回収の達
成できる程度は質量流量と、比カロリー値と、熱交換効
率とに依存する。

最近のセメント・プラントにおいては、セメント・クリ
ンカｌＫｙ当りわずかに０．８〜０．９％”の燃焼空気
を冷却のために利用できるだけである。

しかも熱回収は理論的に唸依然として１００　％にでき
る。しかし、実際にはほとんどの種類の冷却装置ではわ
ずかに７０４の熱を回収できているにすぎない。格子冷
却装置では残留熱は多量の放出ガスとともに無駄にされ
ることになる。まれには、セメント生産のためにその熱
が一部間接的に用いられることがある。セメント生産に
おいては熱回収量が１０１１増加すると熱を５４節約で
きる。

熱回収ｑ−ｔメントークリンカの寸法分布が不均一であ
ることと、大きなタリン力の塊と微小なタリン力とのた
めの種類の異なる冷却装置の熱交換効率が異なることに
よって主として制約される。

回転キルンとサテライト冷却装置（ｓａｔ＠１１ｉｔ・
ｅｏｏｌ＠ｒ　）には向流（ｃｏｕｎｔ＠ｒ　ｆｌｏｗ
　）の原理が適用される。それらの回転キルンとサテラ
イト冷却装置は微小な物質にとくに適する。それらの微
小な物質線スクリーンにおいて空気流に一様にさらされ
る。微小な物質に対しそ許容できる空気速度は非常に低
いから大きな塊を十分に冷却することはできない。それ
らの大きな塊は微小な物質よりも速く回転キルンを通過
する。更に、大きな塊はサテライト管に対す名一様な空
気分布を乱す。

公知のシャフト□キルン（たとえばドイツ％詐＼ 第１５５８６０９号参照）にも向流の原理が、適′用さ
れ、空気流量と滞留時間とが適切に選択される場合には
大きな塊も十分″に冷却できる。しかも、微小な物質は
流動化床１＋はいわゆるデッドコーナーに集まシ、空気
流がなくなった時に不規則に放出されるから十分には冷
却されない。

格子冷却装置においては、大きな物質と微小な物質とに
対する空気分布を良くするために、向流を犠牲にして交
差流←ｃｒｏｓｓ　ｆｌｏｗ　）　　原理が適用される
。交差流は向流の感覚でいえば物質床を１回またはそれ
以上通ることができる。０．５ｍ以下の薄い物質床に関
連して格子の表面積を増加することにより空気分布を改
善できる。そして、格子の下に別々の空気隔室を形成す
ることにより各格子部へ向って空気流を強制的に送るこ
とができる。運転中に空気の分布を観察することにより
１枚の格子板を不浸透性または動かまいように作ること
により空気分布と物質の分布を一様にできる。

したがって、交差流格子においては大きな物質と微小な
物質社同じように冷却され、したがって実際に祉向流冷
却装置によって同程度の熱回収が達成できる。

同じ空気速度で圧力を高くすることにより物質床を探＜
’して滞留時間を長くする試みが行なわれたが、七マス
ると熱回収量が減少する結果となった。そのよう＼な結
果が生じた理由は、格子作用が小さくなった丸めに物質
床の攪拌作用が低下することによ）空気分布が悪化する
ことと、局部的に微小物質収集能力が低下することによ
り説明できる。

空気速度を高くするために別の試みも行なわれた。しか
し、その結果は微小な物質の動きを制御できなくなった
ことであつ九（レッド・リバー（ｒ＠ｄ　ｒｉｖｅｒ）
）。したがって、物質の寸法分布が均一でないと物質床
の深さはｏ、５ｍｔ−ζえず、空気速度は微小物質を流
動化する速度以下の速度に保たれる。

大きな物質と微小な物質を冷却するのに適当な冷却装置
がそれぞれ異なるから、大きな物質と微小な物質を分離
させて別々に冷却するという提案がされている。

格子冷却装置の高□温の供給領域内の微小物質を高速の
空気によシ（および、おそらくは、側面方向に傾斜して
いる格子により助けられて）分離させてそれらの微小物
質を側面へ放出させることが知られている（ＤＥ−Ａｓ
　　２３４３空３９参照）。したがって、大きな物質を
格子上で冷却し、微小物質を別の横方向流動化冷却装置
で冷却することが可能である。

別の公知方法（Ｄｇ−Ａｓ　　２３０７１６５）によれ
ば、大きな物質と微小な物質の分離は、大きな物質を支
持している格子すなわちスクリーンにより形成された上
部冷却レベルにおいて行なわれ、微小物質はその下の流
動化床において同じ空気流により冷却される。

それら２つの提案はいずれも実現されたということは知
られていない。その理由は、当業者なられかることであ
るが、物質の寸法分布が予測できないためにそれに用い
る装置に対する要求が厳しくなることと、そのために別
々の冷却装置の寸法も予測できなくなることである。

したがって、本発明の目的は格子冷却装置の熱回収を向
上させるヒとである。

本発明の他の目的は、物質床の良く冷却された底部層と
同時に物質床の依然として高温の上部層を放出すること
なしに、予熱される燃焼空気の温度を高くするために、
物質床を深くして燃焼空気が物質床を通過する時間を長
くすることである。

本発明の別の目的は、・：同じ冷却装置の中に大きな物
質と微小な物質を適当な時間だけ滞留させるために、空
気速度を高くすることにより格子冷却装置の熱回収を良
くし、先行技術では制御されていない微小物質の動きを
制御することである、本発明の更に別の目的は、一般に
格子を通る高温の微小物質から熱を回収することである
、それらの目的を達成するために　固定された物質床が
格子作用によシ運ばれ続けるが、上部層（この層は流動
化床とすることができる゛）が独立に運ばれるようにし
て、冷却装置の低温放出端部において、冷却される物質
床の上部層を本発明では冷却するーこれは横方向冷却器
壁の低温放出端部の領域の上にストップ壁を備え、格子
の上に物質床を放出するための通路を残す減速装置によ
って行なうことができる、 本発明は高温の満つ丸物質を物質床へ循環させるために
　冷却空気の隔室ホッパーと格子の側壁の間にパイプを
設けるものである、 本発明により以下の重要な利点を得ることができる、　
　　　　　、。

（１）物質床が深いと物質床の底部層から上部層へ向っ
て十分に温度が上昇する。上部層を減速することによシ
一様な温度の物質を放出できる。

（２）冷却される物質の大きい部分と微小な部分が１つ
の物質床を形成し、その物質床を、質量比が連続して交
番する冷却ガスの同じ上昇流が通る。

（３）物質の大きい部分と微小な部分が互いにほとんど
独立して運ばれ、冷却装置の端部でいっしょに放出され
るｉその端部ではそれらの部分の温度は最低であること
が予測される。したがって、物質の大きい部分と微小な
部分の好ましい滞留時間がそれぞれ達成され、不必要な
圧力降下を避けるために十分に冷却され丸物質をただち
に放出できる。

・（４）微小物質部分よりも大きな物質部分を強く冷却
するとい、う要求に対応する急な温度勾配で大きな物質
部分の冷却が行表われる。その結果として熱張力が生じ
、物質の粉砕が助けられ、頻繁な格子作用を行なえるよ
、うにされる。

（５）空気速度が高く、かつ空気分布が改善されたため
に、格子板に温度によシ損傷を与える危険なしに、冷却
装置の高温の供給端部の下の空気隔意に予熱された空気
を最初に加えることができる。

（６）高速の空気により格子領域と脱ガス処理装置が分
けられる。

（７）高速の空気により格子から滴る物質の量が少なく
なる６冷却器体による空気的循環によって加圧されてい
る隔室からそれらの滴った物質を除去することにより、
それらの物質が含んでいる熱が回収される。

空気を高速にすることにより得られる改善された空気分
布を用いるために、物質床を十分に深くすると有利であ
る。先に説明したように、通常の冷却装置の物質床の深
、さけ平均して０．５ｍをこえない。物質床の深さを大
幅に深くする、たとえば２倍の深さにすると、燃焼空気
の温度が上昇する。

したがって、格子冷却装置は軸冷却装置に近づき、かつ
その軸冷却装置の内陣原理に近づくことになる。

冷却すべき物質内の空気分布を更に改善するために、固
定床と流動化床を含む格子床の深さを高温の供給端部か
ら低温の放出端部へ向うにつれて深くし、流動化床の深
さを高温の供給端部から低温の放出端部へ向うにつれて
浅くすると便利である。空気の流れに対する抵抗は低温
の物質よりも高温の物質の方が高い。この結果のために
格子に沿う空気の分布が助けられ、その場合には冷却が
進むにつれて物質床は深くなる。更に、＊Ｊ實床は向流
原理にとっては不利な一様な物質と一様な温度分布を有
する。したがって、空気速度を格子に沿って更に低下さ
せて流動化床を浅くすることができる。通常の格子では
流動化床は放出端部へ近づくにつれて浅くなることに注
量すべきである２固定床と流動化床を別々に運ぶとくに
簡単人やυ方は、傾斜面に沿って重力により運ぶ方法で
ある、その傾斜は放出速度を変える仁とにより連続して
変えられる。このようにすることによって減速装置の構
造を非常に簡単にすることができる、しかし、流動化床
の輸送は機械的な装置、たとえ・１：１； ば流動化床の頂部から作動するスクレーバーにより行な
うこともできる。

本発明の別の実施例によれば、固定床と流１り化法との
温度を異ならせ゛ることかでき、固定床と流動化床との
運搬速度をそれぞれの温度によって制御できる。なるべ
くなら、両方の物質の流れを等しく貞〈冷却することを
求めるようＫする。

本発明の方法を実施するために、格子床の低温の放出端
部の上に、冷却装置の側壁の間を延びるストップ壁を、
物質を格子へ向って通すための通路を残して、配置する
ことによって減速装置が構成される。このようにして微
小な物質部分がとくに減速され、大きな物質はほとんど
何の作用も受けない。

格子とストップ壁の間の物質のための前記通路はなるべ
く調整できるようにする。その調整はたとえば、ストッ
プ壁を横の案内レールにょシ案内して上下させることに
ょシ行なうことができる。

この作用により、微小物質の流量制御を広い範囲□、ソ
１ でかなり簡単なやり方で行なうことができる。そ。えめ
に１ＦＥ’　７９”　、：、　ｔ’用いあ員ヵ、１あ。

。 転キルンの運転中に、−整されている通路の大きさより
大きいキルン被覆物の大きな塊がときたま存在すること
を予測せねばならない。その丸めに、ストップ壁を少し
上昇させてそれらの大きい塊を自由に通すことができる
ようにし、その後でストップ壁を自動的に降下させるた
めに、通常の値より高い油圧に対応する圧力で動作する
リミッ）−スイッチを油圧装置は有することができる。

格子とストップ壁が適切で、強いカに耐えられるように
作られているものとすると、それらの物質の塊を粉砕で
きる。

微小物質を傾斜面に沿って連続して安全に流すために、
ストップ壁を格子の放出端部へ向って傾斜させると便利
である。仁のよう表構成にすることによシ油圧シリンダ
を設けることもできる。

広い冷却装置の場合には、ストップ壁は格子床の幅に沿
って独立して動くことができるいくつかの隔壁で構成す
ると有利である。し九がって、格子床の幅方向に沿う種
々の寸法の分布の効果が打ち消される。

以下、因習を参照して本発明の詳細な説明する。

大きな物質の固定床１と、微小な物質の流動化床２とで
構成された格子床が、回転キルンの供給端部４から放出
端部５へ向って傾斜格子３により運ばれる。上から床１
．２に対して作用するストップ壁８が床物質を減速する
うこのストップ壁８によって平均床深さ１ｍを得ること
ができる。格子によシ行なわれる運搬流部分が第１図に
参照番号９で示され、ストップ壁８により制御される流
れが参照番号１０で示されている１、それら２つの流れ
は組合わされて全体の流れ１１ｔ−構成する。

この流れ１１は床の深さを制ａｔ＞、物質を冷却し、流
動化を行逢うのに必要、ｚｌ　、には多段ファン１２．
１３により区画１１．７１ｍ二で約１０００　ＩＩＩＷ
Ｇの圧力で供給されるが、その圧力は一時的な寸法分布
に従って変えることができる。

格子３が傾斜していることを４　ｆ　、、ｌｑ由として
床は放出端部５へ向うにっれＬレノζいに深くなる。

格子の傾斜は両方の区画６．７を同じ平均圧で空気を充
填するために決定される。一方、床が深くなるにつれて
空気速度は低下し、冷却が進むＫっれて空気温度が低下
するから、両者はともに流動化床を浅くすることになる
。

流動化床は傾斜面に沿って重力により運ばれる。

ストップ壁８に近接した位置で物質は固定床１０１１′
の一部として、通路の調整に従って放出できる。通路と
、それぞれのストップ壁８との調整は油圧シリンダ８１
により行なわれる。それらの油圧シリンダは物質の塊を
粉砕するため、または物質の塊を通すために必要な圧力
より高い油圧を記録するりぐット検出器を含む。

大きな物質は比較的低温の空気にさらされて速り予熱さ
れた冷却空気は微小な物質を冷却するの却装置の中に長
く留ることになることが第１図か回転キルン燃焼装置の
燃焼空気の要求量に対応する冷却空気の量は必要な燃料
の量により連続して設定される。その空蝋は平均圧が等
しくなるようにして区画６．７へ分配される。簡単にさ
れた制御技術を用いてそれらの圧力はストップ壁の作用
により一定に保圧れる。格子３の速さは格子板において
測定した放出端部５における大きい物質の温度により制
御される。

あるいは、ストップ壁８と格子３の双方は温度制御ルー
プにおいて動作させることができる８この場合Ｋａ、必
要な空気量によ知予め設定される区画６．Ｔの１つの中
の圧力により制御される８空気供給量の変動はファン１
２．１３により維持される一定空気量によシ補償される
。軽負荷において部分的な流動化のために空気量が不十
分であるとすると、区画６がとり入れる空気の一部をサ
イクロン１４とブースター５を介して冷却装置からとる
から゛、冷却紘全負荷の下における状態に一致する。

通路を通じての９蝋損失を少なくするために区画Ｔはス
トップ壁８の手前に設けられる。格子を、′−（ 通じての空気の洩れ！防止するために、第３の区画（図
示せず）にある逆圧が加えられる。冷却装置のフード１
６の中に入る空気は７アン１３により循環さすられる。

ふく射熱にさらされるストップ壁Ｓの前端部は鋳物製の
耐火物によシ保護され、その脚には格子板の材料と同じ
材料で作られている摩耗板がとりつけられる。

第２図は各区画６．Ｔに設けられて格子の間から滴シ落
る物質を集める個所を示すものである。

それらの物質はファン１２．１３によシバイブ１畠を通
じて加えられる圧力で空気圧により循環させられる。弁
１９が断続的にしぼられる、すなわち断続的に動作する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための火床冷却装置の
縦断面図、第２９図線火床の下の空気室および空気循環
装置を含む本発明の他の実施例の断面図である。 １・・・争固定床、２・・・・流動化床、３・Ｏ・・格
子、４・・・・供給端部、５・・・０放出端部、６．１
・・・・区画、８・・・・ストップ壁、１２．１３・・
・ｅファン。 手続補正書（７欠） 特許庁長官殿　　　　　　　　　　　５７．１２．−８
事件との関係　　　　特　　　　許出願人名称（氏名）
７７−くし・７オン゛゛ン“二テ′１しく２）図面の浄
書（内容に変更なし）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）セメント・クリツカのようなバルク物質の物質床
   を冷却する方法であって、−記物質床は、高い物質温度
   の供給端部とそれぞれ低ａ温度の放出端部を有する楊子
   冷却装置の格手上を、前記供給端部から前記放出端部へ
   向う供給方向を所定の運搬速度で運ばれ、かつその物質
   床は運ばれている間に空気のような冷却媒体に０−却゛
   ｉれ、その冷却媒体祉、前記格子と前記物質床の中に上
   部方向にかつ前記運搬方向にほぼ−直に涜透するのに十
   分な程度まで前記格子の下で加圧され、前記冷却媒体は
   まず前記物質床の底部層を冷却し、次に上部層を冷却し
   、前記物質床の前記上部層は前記格子の前記運搬速度に
   対して減速されることを特徴とするセメント・クリンカ
   の□ような□バルク物質の物質床を冷却する方法。 （２、特許請求の範囲の第１項に記載の方法であって、
   前記冷却媒体は前記バルク物質の微小寸法部分を流動化
   するのに十分な速度で前記物質床の前記底部層と前記上
   部層を通り、それによシ前記微小寸法−分は流動化され
   て流動化床と、前記物質床の前記上部層の少なくとも基
   本的な部分とを形成し、前記底部層ｉ前記バルク物質の
   大きい寸法部分を含む固定床を形赦し、前記流動化床は
   前記格子のｉ搬速度に対しそ減速されることを特徴とす
   る方法。　　　　□ （３）４Ｉ許請求の範囲の第１項に記載の方法であって
   、前記底部層あ部分的な渫さと前記上部層の部分的な深
   さにより構成される前記物質床の平均的表深さは十分に
   増加適せられることを特徴とする方法。 （４）４１許請氷の範ｉの第２項に記載の方法であって
   、前記底部層の部分的な深さと前記上部層の部分的な深
   さとによりｓ成される前記ｉ質床の平均的な深さは十分
   に増加させられることを特徴とする特許 （５）特許請求の範囲の第２項に記載の方法であって、
   前記物質床の全体の深さは前記固定床の部分的な深さと
   前記流動化床の部分的な深さとにより構成され、その全
   体の様さは前記供給端部から前記放出端部へ向って増加
   し、前記流動化床の前記部分的な深さは同じ向暑に増加
   することを特徴とする方法。 （６）特許請求の範囲の第１項または１１２項に記載の
   方法であって、前記上部層の温度と前記底部層の温度は
   別々に測定され、それらの温度は前記格子の前記運搬速
   度と前記上部層の前記減速を制御するために用いられる
   ことを特徴とする方法。 （７）特許請求の範囲の第２項に記載の方法であって、
   前記流動化床はその流動化床の頂部に展開されている傾
   斜部に沿って重〃によ抄運ばれること責特黴とする方法
   。 （８）４１許請求の範囲の第３項または第４項に記載の
   方法であって、前記物質床のうち前記格子中を滴る部分
   はその格子の下に収集装置によ染集められて、前記冷却
   媒体によ抄前記物質床の頂部へ循環させられることを特
   徴とする方法。 （９）セメント・クリンカのようなバルク物質の物質床
   の上部層を減速する装置であって、その物質床は、供給
   端部と放出端部を定める格子装置の運搬方向に運ばれ、
   前記物質の温度は、前記運搬方向にほぼ垂直な方向に前
   記格子装置の下側から前記放出端部へ向って低下し、前
   記物質床と前記格子は側壁要素の間を嬌びて前記物質床
   の幅をほぼ定め、前記減速装置は、前記物質床を放出す
   るために前記放出端部と一記格子の間に通路を残すよう
   に１前記側壁要素の間を延びて前記放出の領域において
   上から前記物質床に接触するストップ壁要素を備えるこ
   とを特徴とする物質床の上部層を減（ 速する装置。 員特許請求の範囲の第９項に記載の装置であって、前記
   通路は調整＋きることを特徴とする装置。　　　　′ａ
   υ特許請求の範囲の第９項に記載の装置であって、前記
   通路は少なくとも１つの油圧シリンダを備える油圧装置
   により調整できることを特徴とする装置。 （ｌり特許請求の範囲の第１１項に記載の装置であって
   、前記油圧装置は、その油圧装置に前記ストップ壁を少
   し上昇させ、それからそのストップ壁を自動的に降下さ
   せるスラスト・リミット検出器を備えることを特徴とす
   る態量。　　　　　−Ｑ３％許請求の範囲の第９項に記
   載の装置であって、前記ストップ壁要素は上から前記格
   子の前記放出端部へ向って傾斜していることを特徴とす
   る装置。 （１４）特許請求の範囲の第９項に記載の装置であって
   、前記ストップ壁要素は前記物質床の前記横方向延長部
   の上の複数の隔壁を備えることを特徴とする装置。 ＱＳ特許請求の範囲の第１４項に記載の装置であって、
   前記隔壁は互いに独立して調整できることを特徴とする
   装置。。 １１％許請求の範囲の第９項に記載の装置であって、前
   記バルク物質中に含まれることがある塊を粉砕する丸め
   に、前記ストップ壁要素ｉ前記格子の補強されている部
   分に対して作用するように構成されることを特徴とする
   装置。 Ｑ？）４９杵請求の範囲の第９項に記載の装置であって
   、前記格子の中を滴る物質を集める些めのホッパー要素
   を備え、このホッパー要素は放出口を含み、前記ホッパ
   ー要素の前記放出口と前記格子の前記横方向壁要素との
   間にパイプ要素が配置され、それらのパイプ要素を閉じ
   るためにゲート要素すなわち弁を更に備える午とを特徴
   とする装置。９